[6], [11], [12], [16] и [18]

Металлические электроды для дуговой сварки черных металлов разделяются по свойствам покрытия на электроды с ионизирующим покрытием (тонкопокрытые электроды) и электроды с защитным покрытием (толстопокрытые электроды).

Электроды с ионизирующим покрытием улучшают условия про­хождения тока через дугу и понижают требуемое напряжение для ее зажигания. Тем не менее при применении электродов этого типа наплавленный металл шва имеет низкую прочность и пониженную пластичность.

Электроды с защитным покрытием применяются при повышен­ных требованиях к качеству наплавленного металла шва.

Специальные покрытия, наносимые на металлические стержни (из углеродистой, низколегированной или высоколегированной стали), при расплавлении образуют шлаки и газы, защищающие расплавленный металл от воздействия атмосферы.

Покрытия второй группы разделяются на газозащитные и шла­ко-газозащитные в зависимости от химического состава преобла­дающих в нем компонентов.

В СССР наибольшее распространение получили электроды с шлако-газовой защитой.

ЦНИИТМАШ делит электроды для дуговой сварки на два типа.

Электроды с покрытием первого типа, в состав которого входят окислы железа, марганца и другие компоненты, способные активно окислять металл. Газовая защита расплавленного металла обеспе­чивается в этом случае разложением органических составляющих в процессе нагрева и плавления покрытия.

Металл, наплавленный электродами с покрытием первого типа, отличается повышенной окисленностью. Содержание кремния в нем обычно превышает 0,1%.

Примерами электродов с покрытием первого типа являются электроды ЦНИЛСС-Э42, ОММ-5, МЭЗ-04, ЦМ7, ЦМ8, ОМА-2, ЦМ7С, ЦНИЛСС-УКД, ЦЛ-6, ЦЛ-14.

Электроды с покрытием второго типа не содержат окислов же­леза и марганца. Основой покрытия второго типа являются мра - ?8

К-70, У-340/85, У-340/105, ЦУ-1, ЦУ-1СХ,

ЦУ-2СХ, ЦУ-2ХМ,° ЦЛ-8, ЦЛ-9, ЦЛ-10, ЦЛ-11, ЦЛ-13, ЦЛ-17, ЦЛ-20, ЭНТУ-3, ЦТ-1, ЦТ-7, ЦИ-1, ЦН-2, ЦН-3.

В электродах первого типа газовая защита может также обес­печиваться за счет диссоциации карбонатов, например, карбоната марганца или железа (сидерит).

Так как принципы построения покрытий электродов различны, последние обладают следующими особенностями.

Электроды с покрытием первого типа, благодаря его окисли­тельной способности, как правило, не позволяют получить ударную вязкость металла шва более 14 кгм/см2. После «механического» старения швов (наклеп 10%, отпуск 250° в течение 1 часа), которое характеризует в основном неблагоприятное влияние растворенного кислорода, ударная вязкость снижается до 3,5—6,0 кгм/см2, т. е. на 60—70%'.

Электроды с покрытием первого типа, в отличие от электродов с покрытием второго типа, проявляют склонность к образованию пор в швах при увеличении раскисленности металла шва и мало чувствительны к ржавчине и окалине.

Электроды для сварки малоуглеродистых и низколегированных перлитных сталей с покрытием второго типа проявляют склонность к образованию пор в швах при небольшом увлажнении покрытия или загрязнении свариваемых кромок ржавчиной.

Электроды с покрытием первого типа более склонны к образо­ванию трещин, чем электроды с покрытием второго типа.

Последнее проявляется, например, при сварке углеродистых сталей, когда содержание углерода в металле шва становится выше 0,15%.

Электроды с покрытием второго типа, как правило, обладают низкой стабильностью дуги при сварке, так как имеют в своем со­ставе элементы с высоким потенциалом ионизации. Сварка этими электродами осуществляется главным образом на постоянном токе. Сварка на переменном токе возможна только при введении в состав покрытия элементов с низким потенциалом ионизации (калия).

В СССР при Производстве сварочных работ нашли применение преимущественно сварочные аппараты переменного тока.

Поэтому одним из важнейших требований, которые предъ­являются к металлическим электродам для дуговой сварки и на­плавки, является легкое зажигание дуги и обеспечение хорошей устойчивости ее горения при сварке на переменном токе.

Исследования, проведенные К. К. Хреновым в области электри­ческой сварочной дуги, позволили выявить ряд химических соеди­нений, повышающих устойчивость сварочной дуги.

Устойчивость сварочной дуге переменного тока придают щелоч­ноземельные металлы; неметаллические элементы не обладают ионизирующими свойствами и не поддерживают горение дуги.

Наилучшую устойчивость горения дуге придают элементы пер­вой и второй групп периодической системы Д. И. Менделеева, обладающие меньшим потенциалом ионизации по сравнению с же­лезом.

Элементы с потенциалом ионизации, превышающим потенциал ионизации железа, не поддерживают горение дуги.

Неблагоприятное влияние на устойчивость дуги оказывает кри­сталлизационная влага, имеющаяся в соединениях различных солей.

При удалении путем прокаливания части кристаллизационной влаги ионизирующая способность их заметно возрастает.

Лучшее ионизирующее действие и благоприятное влияние на устойчивость горения оказывают соли калия (по мере их сни­жения) :

K3Fe(CN)6 — феррицианид,

K4Fe(CN)63H20 — феррицианид,

К2Сг04 — хромат,

KNC8H404 — бифталат,

KN03 -- нитрат,

КМп03 — перманганат,

КОН — гидрат окиси.

Благоприятное влияние на устойчивость дуги оказывают пере­кись марганца Мп02, двуокись титана ТЮ2, бикарбонат на­трия НаНСОз, карбонат бария ВаСОз, карбонат кальция СаС03, окись кальция СаО, окись марганца MgO, закись железа Fe304.

В качестве электродных покрытий используют материалы, рас­положенные по своей структурной характеристике в пяти основных группах.

1- я группа. Рудомннеральное сырье. Сюда входят мрамор, мел, плавиковый шпат, полевой шпат, кварц, глина, каолин, доломит, титановый (ильменитовый) концентрат, ильмено-рутил, титано­магнетитовая руда, марганцевая руда (пиролюзиты, пироксиды), магнетит, гематит, сидерит и др.

2- я группа. Ферросплавы. К ним относятся ферросилиций, фер­ромарганец, ферротитан, феррованадий, феррониобий, ферроволь­фрам, ферроалюминий, силикомарганец и ряд других сплавов.

3- я группа. Химикаты. Сюда включаются поташ,. Кальциниро­ванная сода, азотная селитра, едкое кали, едкий натр, жидкое стекло (натриевое и калиевое) и др.

4- я группа. Органические вещества. К ним относятся крахмал, декстрин, древесная мука, пищевая мука, целлюлоза и т. п.

5- я группа. Металлические порошки из малоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой сталей, порошки из низ­колегированных и высоколегированных сталей, порошки алюминия, молибдена, ванадия, чугуна и др.

Все эти материалы могут содержаться в покрытиях в опреде­ленных пропорциях по весу в зависимости от их основного назна­чения и их природы.

Кроме того, все эти материалы группируются по их назначению в покрытиях электродов. По этому признаку материалы бывают:

Шлакообразующие, к которым относятся марганцевая руда, мел, мрамор, магнезит, кремнезем, полевой шпат, пегматит, бенто­нит, каолин, ильменитовый концентрат, родонит и др.

Легирующие — придающие металлу шва специальные свойства. В состав таких материалов входят ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, феррохром, ферромолибден, ферровольфрам, ферро­ванадий, графит и др.

Раскисляющие металл сварочной ванны. К ним относятся ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, ферроалюминий, гра­фит, древесный уголь и др.

Г азообразующие — создающие в процессе плавления электрода безвредную по отношению к металлу шва газовую завесу с целью защиты жидкого расплавленного металла от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха. Сюда входят крахмал, декстрин, пищевая мука, древесная мука, целлюлоза, мрамор, мел, магнезит, сидерит и др.

Ионизирующие — повышающие стабильность горения дуги при сварке. В эту группу входят поташ, кальцинированная сода, поле­вой шпат, мел, натриевое и калиевое жидкое стекло, титаномагне - титы, мрамор, углекислый барий, окислы щелочноземельных ме­таллов, калийная селитра и др.

Формовочные — обеспечивающие лучшие пластические свой­ства электродного покрытия. Такими материалами являются бен­тонит, декстрин, каолин и др.

Цементирующие — создающие прочность электродного покры­тия. К числу их относятся жидкое стекло, алюминат натрия, декстрин и др.

Отдельные материалы могут быть использованы в электродных покрытиях одновременно для различных назначений.

Материалы для электродных покрытий подвергаются специаль­ной обработке и наносятся на электродные стержни в тонкоизмель - ченном виде в составе обмазочных масс различной консистенции.